Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Сосуд с очень низким давлением воздуха, используемый для экспериментов и испытаний.
Enclosure with very low air pressure used for experiments and testing
Вакуумная камера – это герметичный сосуд, из которого воздух и другие газы удаляются вакуумным насосом. Это создает среду низкого давления внутри камеры, обычно называемую вакуумом. Вакуумная среда позволяет исследователям проводить физические эксперименты или испытывать механические устройства, предназначенные для работы в открытом космосе (например), или для процессов, таких как вакуумная сушка или вакуумное напыление. Камеры обычно изготавливаются из металлов, которые могут, а могут и не экранировать внешние магнитные поля, в зависимости от толщины стенок, частоты, удельного сопротивления и магнитной проницаемости используемого материала. Для использования в вакууме подходят лишь некоторые материалы. Камеры часто оснащены несколькими портами, закрытыми вакуумными фланцами, для установки приборов или окон в стенки камеры. В приложениях с низким и средним вакуумом эти фланцы герметизируются эластомерными уплотнительными кольцами. В приложениях с высоким вакуумом на фланцах имеются ножевые кромки, которые врезаются в медную прокладку при затягивании болтов. Тип вакуумной камеры, часто используемый в космической технике, – это термо-вакуумная камера, которая обеспечивает тепловую среду, имитирующую условия, испытываемые космическим аппаратом в космосе.
A vacuum chamber is a rigid enclosure from which air and other gases are removed by a vacuum pump. This results in a low pressure environment within the chamber, commonly referred to as a vacuum. A vacuum environment allows researchers to conduct physical experiments or to test mechanical devices which must operate in outer space (for example) or for processes such as vacuum drying or vacuum coating. Chambers are typically made of metals which may or may not shield applied external magnetic fields depending on wall thickness, frequency, resistivity, and permeability of the material used. Only some materials are suitable for vacuum use. Chambers often have multiple ports, covered with vacuum flanges, to allow instruments or windows to be installed in the walls of the chamber. In low to medium vacuum applications, these are sealed with elastomer o rings. In higher vacuum applications, the flanges have knife edges machined onto them, which cut into a copper gasket when the flange is bolted on. A type of vacuum chamber frequently used in the field of spacecraft engineering is a thermal vacuum chamber, which provides a thermal environment representing what a spacecraft would experience in space.
Процесс
Поскольку материал может расширяться в 4–5 раз под вакуумом, смесительная емкость должна быть достаточно большой, чтобы вместить объем, в четыре-пять раз превышающий количество исходного материала, подвергаемого вакуумированию, для обеспечения расширения; в противном случае материал может вылиться через край емкости, что потребует очистки, которой можно избежать. Затем контейнер с материалом помещается в вакуумную камеру; к ней подключается и включается вакуумный насос. Как только вакуум достигнет 29 дюймов ртутного столба (на уровне моря), материал начнет подниматься, напоминая пену. Когда материал опустится, он стабилизируется и перестанет подниматься. Вакуумирование продолжается еще 2–3 минуты, чтобы убедиться, что весь воздух удален из материала. По истечении этого времени вакуумный насос отключается, а выпускной клапан вакуумной камеры открывается для выравнивания давления. Вакуумная камера открывается, материал извлекается и готов к заливке в форму. Хотя теоретически максимальный вакуум, достижимый на уровне моря, составляет 29,921 дюйма ртутного столба, он значительно изменяется с увеличением высоты. Например, в Денвере, штат Колорадо, на высоте 1,6 км над уровнем моря, можно достичь вакуума лишь в 24,896 дюйма ртутного столба. Чтобы материал оставался безвоздушным, его следует медленно заливать тонкой струей, начиная с угла формы или коробки, позволяя материалу свободно стекать в полость формы или коробки. Обычно этот метод не приводит к образованию новых пузырьков в вакуумированном материале. Для гарантии полного отсутствия пузырьков воздуха в материале всю форму/коробку для формы можно поместить в камеру еще на несколько минут; это поможет материалу заполнить труднодоступные участки формы/коробки.
Since the material may expand 4–5 times under a vacuum, the mixing container must be large enough to hold a volume of four to five times the amount of the original material that is being vacuumed to allow for the expansion; if not, it will spill over the top of the container requiring clean up that can be avoided. The material container is then placed into the vacuum chamber; a vacuum pump is connected and turned on. Once the vacuum reaches 29 inches (at sea level) of mercury, the material will begin to rise (resembling foam). When the material falls, it will plateau and stop rising. The vacuuming is continued for another 2 to 3 minutes to make certain all of the air has been removed from the material. Once this interval is reached, the vacuum pump is shut off and the vacuum chamber release valve is opened to equalize air pressure. The vacuum chamber is opened, the material is removed and is ready to pour into the mold. Though a maximum vacuum one can theoretically achieve at sea level is 29.921 inches of mercury (Hg,) this will vary significantly as altitude increases. For example, in Denver, Colorado, at one mile (1.6 km) above sea level, it is only possible to achieve a vacuum on the mercury scale of 24.896 Hg. To keep the material air free, it must be slowly poured in a high and narrow stream starting from the corner of the mold box, or mold, letting the material flow freely into the box or mold cavity. Usually, this method will not introduce any new bubbles into the vacuumed material. To ensure that the material is totally devoid of air bubbles, the entire mold/mold box may be placed in the chamber for an additional few minutes; this will assist the material in flowing into difficult areas of the mold/mold box.
Сушка под вакуумом
Вода и другие жидкости могут накапливаться на изделии в процессе производства. Для удаления из изделия значительного количества и впитанной воды (или других растворителей) часто применяют вакуум. В сочетании с нагревом вакуум может быть эффективным методом сушки.
Water and other liquids may accumulate on a product during the production process. "Vacuum is often employed as a process for removing bulk and absorbed water (or other solvents) from a product. Combined
with heat, vacuum can be an effective method for drying."
Самая большая вакуумная камера в мире
В космическом энергетическом центре НАСА находится самая большая в мире вакуумная камера. Она была построена в 1969 году и имеет высоту 122 фута (37 м) и диаметр 100 футов (30 м), образуя внутри пространство в форме пули. Изначально она была создана для исследований ядерной электрической энергии в вакуумных условиях, но впоследствии была выведена из эксплуатации. Недавно она была вновь введена в эксплуатацию для испытаний систем космических аппаратов. В частности, в ней тестировались системы посадки на воздушных подушках для аппаратов Mars Pathfinder и марсоходов Spirit и Opportunity в условиях, имитирующих атмосферу Марса. Каждое плечо детекторов LIGO в Ливингстоне (Луизиана) и Ханфорде (Вашингтон) представляет собой вакуумную камеру длиной, что делает их самыми длинными вакуумными камерами в мире.
NASA's Space Power Facility houses the world's largest vacuum chamber. It was built in 1969 and stands 122 feet (37 m) high and 100 feet (30 m) in diameter, enclosing a bullet shaped space. It was originally commissioned for nuclear electric power studies under vacuum conditions, but was later decommissioned. Recently, it was recommissioned for use in testing spacecraft propulsion systems. Recent uses include testing the airbag landing systems for the Mars Pathfinder and the Mars Exploration Rovers, Spirit and Opportunity, under simulated Mars atmospheric conditions. Each arm of the LIGO detectors in Livingston, Louisiana, and Hanford, Washington, is a vacuum chamber long, making them the longest vacuum chambers in the world.